JPH07506158A - 建造物要素とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 建造物要素とその製造方法 ［技術分野］ 本発明は建造物要素に関するものであって、特に、改善した音響減衰や振動減衰 特性をもち、既存の複合建造物ユニットとして形成され粘弾性物質の薄い線条ま たは帯条を間に配した２枚の重畳板状構造物部品を構成する構造物または非構造 物に関する。

［背景技術］ 減衰特性とは、音響減衰特性と、振動減衰特性を意味し、本発明は低周波数、中 周波数、高周波数の音と振動を減衰させることを目的としている。コンクリート 、石膏板、軽量コンクリートブロック、各種のプラスチック材などの近代建築材 料だけでなく、木材、建築ボード、チップボード、その他の木製材料などから出 来ている家屋建築では、音や振動か部屋から部屋へ、縦方向・横方向に、材料そ のものの振動だけではなく、空中伝播音や振動による音及び振動などの伝播によ る問題がしばしばある。従って、本発明は家屋建造物の床、壁、天井などの音や 振動の減衰建造物要素として用いられる構造物、非構造物建造物要素に関するも のである。

音と振動の伝播はまた、電話ボックス、拡声器、自動車、航空機、船舶、電動機 カバー、冷蔵庫などの多くの装置においても同様な問題を生じている。

このように建造物材料とは床構造、壁構造、天井構造などとして、通常の家屋建 造物として用いられるどんな型の材料をも意味し、また、本発明に従った建造物 要素の音響減衰特性または振動減衰特性やまたはその両者の優位さを欲す４場合 の他のいがなる形の製品をも意味する。

上述の形の減衰構造要素は例えば英国特許Ｎｏ、１．　５１４．　５１６によっ て知ることが出来る。ここでは、本要素は、２枚の重ねた金属板、コンクリート 板、石膏板または木製繊維板のような支持要素からなり、当該要素間に不連続的 に展びた帯または格子間に空隙をもった粘弾性材料の帯または格子を構成する。

当該既知の構造要素の製品では、例えば両面接着テープのように接着材または粘 着物質で両面がおおわれている粘弾性材の板が用いられている。製品の粘弾性材 の中間帯を得るために、当該複合粘弾性シートは帯状に切断され、これは第一の 支持要素上に相互に間隔を取って配置され、その後に、間隔を保った当該粘弾性 材の帯止に取り付けられた当該第一支持要素上に第二支持要素が置かれる。

粘弾性複合材シートの切断は複雑であって、切断ナイフまたはローラーナイフで は接着材に容易にくっついてしまう。一般的に、帯状に切断可能とするためには 粘弾性材を凍結させる必要がある。現存する粘弾性材料はしばしば良好な減衰効 果を出すことが難しい。

またその方法は労力と時間の要するものである。また減衰帯条そのものと２つの 接着材またはテープ層の両者を含む３層の粘弾性物質によって、結合した複合構 造要素は薄片剥離する危険があり、壁や天井にこの構造要素を使う場合に特に問 題となる。

［発明の開示］ 本発明の目的は、従って上述の形の複合構造要素を示唆するものであって、その 構造要素は 一既存の減衰要素技術に比較し、改善した音響減衰および振動減衰特性を持ち、 一要素は多大な労力を費やすことなく迅速に作られるものであり、−既存の要素 よりもより安全に一体製品に組まれるものであり、−多孔質支持要素であっても 、この種の要素間に安全な結合を形成をさせるために、安全に適用でき、 −薄片剥離傾向がなく 一２枚の支持要素部品間を結び特に良好な減衰効果を持つ基本的には１層からな りたつ要素であり、 ｍ一体長で作られ、かつ、任意の板寸法に切り出すことのできるものであり、 一相互に大表面部にわたる共同な溝とほぞの手段を形成するものである。

本発明は以下の観点に基づいている。

−ある種の合成エラストマー合成体を用いることによって驚（べき良好な減衰効 果が得られる、 一相互に間隔を置いた線条、点状物等の形で粘弾性材料が配備されたときに最高 の減衰効果が得られ、ただし−粘弾性材料部品は事前に決められた厚さと幅をも ち、−ある種の粘弾性材料は長寿命減衰能力を持ち、かつ高耐時効性をもち、 −この種のエラストマー（粘弾性）材は、構造的建造物要素の製造過程の初期で は液体状態でうまく用いられることが出来、−ここでは、液状粘弾性接着材や合 成ゴム材が予め決められた幅と厚さを持って間隔を置いた線条の形で第一支持要 素に対して、液状の型で用いられ、その後　に第二支持要素がその上に圧着され る。

液状粘弾性接着材は分配ノズル、ローラーによってまたはその他の既存の方法に よって糊付けされるが、糊付は時には、第一支持要素が動かされる方が好ましい 。

有効な液状粘弾性材料の一例として、スチレンラバー、ニトリルラバー、更に好 ましくはシリコンラバー、クロロピレンラバーおよびアクリルラバーなどがあり 、これらは良好な接着特性をもち、更によいことには１００℃または１００℃以 上の耐熱または最高使用温度があり、音や振動を受けたときに粘弾性材料の内部 摩擦によって生じる温度上昇に耐えることが出来る。

［実施例］ 本発明による方法のよい具体案として、接着材やラバー材である粘弾性材は液状 で用いられ、意図した粘弾性層第一層が得られるように予め決められた幅と厚さ の線条または点条の形で第一支持要素に取付けられる。接着材は完全に固化また は重合化されるが、通常、室温で４−８時間、一般的にかかる。第二段階として 、同一接着材の薄い層が重畳される第二支持要素への結合手段として重合したエ ラストマ一層の上に塗布されその直後当該第二支持要素は薄い結合層の上に押し つけられ１、第二接着材層が固化または重合した後、構造要素は切断され、仕上 げられ、溝やほぞなどが成形される。

他の案としては、液状合成減衰材は必要な厚みと幅をもった帯条に型づくりされ 、その後、適当な薄い層の接着材、出来れば、重合帯と同じ型の材料で一面を塗 り、接着材が固まる前に帯条は第一支持要素の上に置かれ、上面に薄い接着材の 層が加えられ、第二支持要素が第一要素と粘弾性材上に押しつけられる。

１ｍｍから５ｍｍ、出来れば１．５ｍｍから２．５ｍｒｎの厚さの減衰粘弾性層 は驚くほどよい効果を与えることが証明されている。

１．０−１．５ｍｍより薄い減衰層を形成した場合には間隔をあけた減衰材の帯 条の場合よりも減衰効果が劣ることが判っている。振動が減衰されるべき荷重の 形によるが、厚さの約１０倍の幅即ち幅が約１．０−５０ｍｍとなる当該厚さの 減衰線条を用いるとよい。

この減衰線条は線条幅の約５−１０倍の間隔で即ち５０−５００ｍｍの間隔て相 互に離して配置するとよい。軽荷重の場合は、間隙が大きい方がよく、重荷重の 場合には間隔を小さくとる方が好ましい。

本発明の更に望ましい具体案として、ボード、材木、金属、コンクリート、プラ スチック材などの２枚の支持要素からなりその間に粘弾性線条をもち、床、壁、 天井などの取付表面に面した底面に接着されたフェルト材を持った要素がある。

当該フェルト材は厚さ５−１０ｍｍが望ましいが３−１０ｍｍで、３００−１２ ００ｇ／ｍ２の製品重量を持った天然または合成フェルト繊維材でもよい。下部 支持要素の底面にニードルボンドまたは／加熱ボンドによる繊維で、製品重量３ ００−１．２００Ｋｇ／ｃｍ２．５−１０ｍｍが望ましいが、厚さ３−９ｍｍの １００％ポリエステルフェルトを用いた通常家屋用床構造要素は非常によい減衰 効果を持っていることが知られている。合成フェルトマットの他の有効な型とし て、ビスコース、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリアミド（ナイロン）製な どがある。

ボンドガラス繊維材はフェルトマットの強化要素として混入されることもある。

また、毛や綿の天然繊維マットも有効であるが、この種のマットは湿気がない場 所での使用に限られる。

本発明は以下に添付図に関連づけて説明する。図１は本発明による構造要素の最 初の具体案の部分垂直断面図である。図２は本発明によるその他の構造要素の案 を示している。図３は相互に連結した２つの構造要素の部分破断面を示す。図４ は粘弾性材料を本発明による構造要素の第一支持板に適用する方法を図示した透 視図である。

図５−９は図２に示された型の構造要素の望ましい製造方法を図示する一連の断 面図である。図１０は本発明が試験され試験１の建物の床／天井の図解的断面図 である。図１１．１２．１３は試験２゜３．４用であり、同じ建物に取付けられ た本発明に従った減衰要素の他の具体案である。図１４は図１１−１３の床を伝 わる空中伝播の減衰を示すグラフである。図１５は同じ床面の衝撃伝播を示す同 様なグラフである。

図１の構造要素は２枚の支持板１．２から成り、支持板１．２は上述の型の粘弾 性材で出来ている間隔を持った線条３によって相互に空隙を保ち、この粘弾性材 は１−５ｍｍ厚さで、１０−５０ｍｍの幅、５０−５００ｍｍの間隔を持ってい る。支持板１，２は木材、繊維ボード、建築ボード、チップボード、合板、金属 板、コンクリート、プラスチック板やこれらの材料の組み合わせのような既存の 材料でよい。支持板１．２の厚さは実際の使用に従い必要な寸法に調整すること が出来る。通常の家屋の床構造では、支持板１．２は３−２２ｍｍ幅か、多目的 的に８−１５ｍｍである。下部板１は家屋の床に面して取り付けられ、上部板よ りも薄くできていて、例えば、下部板は３−８ｍｍ上部板は８−２２ｍｍの厚さ であり、またその逆の場合もある。

図２は、図１と異なった構造要素の他の具体案を示し、上記で定義したように底 部フェルトマット４を持っている。例えば約３−１０ｍｍの厚みのポリエステル マットが底部支持板１の底面に接着されている。

図３はコンクリート基盤、軽量コンクリート基盤または木材基盤などに取付けら れた２枚の構造要素５，６を示している。要素５゜６は例えば家屋の複合床、壁 、天井などを形成するための数個の要素を継げるために両端または余端にそって 溝やほぞ７，８を備えている。

本発明による方法では、上述の型の液状粘弾性材が用いられている。図４に図示 されているように、当該液状接着材兼減衰材は、敷部の平行に配置したノズル９ が用いられノズル９の下を制御された速度で底部構造板１１を動かし、減衰材の 線条１０を放出していく。

各ノズル９は予め決められた幅と厚さに材料を線条に置いていく。

ノズル９は線条１０の必要な間隔と同じ間隔で配置されている。ノズル９の間隔 は、底板１１の速度と減衰線条１０の厚みと幅に合わせて、減衰構造要素の使用 場所を考え併せて、必要な寸法に変えることができる。減衰線条１０は手動また はローラーなどによって施工しうることも理解してもらいたい。

図５−９は本発明に従って構造要素の製造方法を図解的に説明す一図５は板１１ の上に減衰材の線条１０を置いて（１くノズル９の下をζ印の方向に底板１１が いかに動くかを図示して０る。

−図６は減衰材１０か通常の室温では４−６時間か力旭っで完全１こ同化するか 重合化する様子を図示している。材料は反応力く進行するまで数日または１週間 この　状態に保たれる。

−図７は接着材の薄層は、減衰材線条１０と同じ材質力く好ましくＸ力（、ノズ ル１３から当該線条１０上に置かれて行くか、スプレーで吹き付けられる様子を 図示している。

−図８は、この直後、上部要素である第二支持要素１４力（減衰材の線条１帆　 １２上に置かれ、予め決められた圧力１５（こよって押さえ込み、これによって 図１の構造要素製造の過程を完了する。

−図２の構造要素を作る場合にはフェルト１６が接着材１７と共（こ吹き付けら れ、図８で完成した要素が当該フエ）レト１６の上１こ（よりつけられ、圧力１ ８によって押さえつけられて接着材１７カ（固化または重合化する。

図５−９に示された方法と異なる方法として、ノズル９を用（１て別途に線条１ ０を型取りすることも可能であり、ここで＋１、線条（よ反粘着性材の中に鋳込 まれる。当該鋳込み線条が完全に固イしまた＋１重合された後に、貯蔵されるか 直ちに製作（こ用０られ、ここで薄も）接着材の層か線条の一表面に塗られるか 、底板１１の上表面（二線条が圧接され、接着材が線条１０の上表面に着けられ 、図７−９（こ見られるように製作過程が進む。

図１０はアパートメントノ１ウスの通常型木材を通しての音の伝播を示している 。図に示すように本発明による構造要素（よ高周波数の音や振動の減衰に最も適 しているが、ある程度は低周波数音や振動に対しても有効である。実際の建物に おける非減衰音響伝播が実線で示され、図１の構造による音響減衰は点線（・・ ・）で示され、図２の構造による音響減衰は鎖線（−・−・−）で示されている 。本発明による構造要素を用いることによって音響伝播の減衰が実質的に得られ ていることは明かである。構造要素が、床、壁、天井などの家屋建物に用いられ 、また機械箱、拡声器、自動車、ボード、航空機などで用いられているが、振動 の減衰音と振動の減衰の両者の組合わせて同様な良好な効果が得れる。

本発明による構造要素は硬くも柔らかくもできることを理解してもらいたい。柔 軟な要素は、板が金属かプラスチックで出来ており、完成要素を四条や凸条面に 取付けること力咄来る。自動車、航空機、ポートや船舶、鉄道車両、冷蔵庫、冷 凍庫その他多くの型の機械構造の曲面上にぴったりと用いることが出来る。要素 はまた機械の支持盤や機械工具として良く適しており、これによって、床面、特 にコンクリートや金属などの床を通して必然的に伝わってくる振動を減らすこと か出来る。

図１０−１３に図示したように本発明による製品の空中伝播音遮蔽や衝撃音伝播 を決定をするための試験が行われ、結果は図１４゜１５のグラフに示されている 。試験はレンガ作り構造の二階建て一軒屋の試験家屋で行われた。試験１．　２ ．　３．　４は全て、各種の試験が出来るように改良した一対の部屋の二階の床 で行われた。分離床の計算上の面積は１４ｍ２である。図１０に示されているよ うに、床は一組の２９Ｘ４４ｍｍ木材梁からできている。床面ば１８ｍｍ厚さの フローリング級チップボードで覆われ、下の部屋の天井ｔ′！１９ｍｍ厚さのジ ブロック板で、梁の下部に取付けられるジブロック壁板は１２．５ｍｍ厚さであ る。

まず最初に、試験１で空中伝播音遮蔽と衝撃音伝播が試験された。

結果は図１４．１５の線１で描かれている。この図では水平軸は周波数をＨｚで 表し、縦軸は音の強さの差をデシベル（ｄＢ）で示している。ここで図１４は音 の減衰を示し、図１５は床や天井を通る衝撃音の伝播を示す。試験２では、床面 ば図２に関連して説明された型の床要素で覆われ、上述のように１００ｍｍの間 隔で置かれた粘弾性減衰材のみによって１８ｍｍ厚さのチップボードに接着され た６ｍｍ厚の繊維ボードからなる。

試験２の床は、図１１に示されるように、図１０に示された当初の床に比較して 驚くほど良好な空中伝播音減衰効果と衝撃音伝播の減少があったことかはっきり と判る。

試験３では図１２で示されているように、図１１のチップボード層を１８ｍｍ厚 さのセメント・パーチクル板に変えた場合を示す。

この場合、１００ｍｍ厚の鉱物性上製音波防止板を梁の間に敷いた。

この場合は音減衰と衝撃減小は当初の床面よりはるかによく、試験２よりも良好 であることは明かである。

音と振動減衰要素の支持板の厚みの影響を調べるために試験４が行われ、ここで は床要素は６ｍｍ厚さの繊維ボードが線条粘弾性材によって接着された３、２ｍ ｍ厚の繊維ボードからなりたっている。

ここに示されたように音と振動の減衰効果は試験２の結果によく似ている。従っ て図１１に示すような厚い床要素である必要はなく、強度上の技術的理由がない 限り、６＋３．２ｍｍ厚さの支持要素だけでしばしば十分である。

図１４．１５は本発明による要素がよい効果をもっていることを示している。

［符号の説明〕 １　支持板 ２　支持板 ３　粘弾性材の線条 ４　フェルト ５　構造要素 ６　構造要素 ７　梁およびほぞ手段 ８　梁およびほぞ手段 ９　ノズル １０　粘弾性材の線条 １１　底板 １２　接着材の線条 １３　接着材ノズル １４　上部板 １７　接着材 １８　加圧 Ｆｉｇ、　Ｉ Ｆｉｇ、　２ Ｆｉｇ、　５　Ｆｉｇ、　６ ↓Ｈ目ＪＩＪＩＪＬＪＬ〜１８ （訊、嫉１） 〔書九験２〕 〔￥へ繍３） ロＡ、駄４） Ｂ Ｂ θ 補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条のＭ）平成　６年　９月１９ 日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．音及び振動減衰能力があり、粘弾性材の間隔をあけた層（３）をもった２枚 の支持板（１，２）をもち、スチレンラバー、窒素ラバー、シリコンラバー、ク ロロピレンラバー、アクリルラバー等の材料であって、振動を受ける間、材料の 内部摩擦によって生じる温度上昇に耐える温度抵抗または最高使用温度１００℃ を持つ全ての材料から選定された液状合成エラストマー材によって構成された粘 弾性材をもち、２枚の当該支持板（１，２）間の粘弾性材がエラストマー材（３ ）の隣接した線条（１０）間にある２枚の支持板（１，２）間に空隙を有するよ うに配置された線条または点状のエラストマーから構成されていることを特徴と する複合構造または非構造要素。 ２．減衰材の各線条（１０）が１．５から２．５ｍｍが望ましいが１から５ｍｍ の間の材料厚さをもっていることを特徴とする請求項１記載の構造要素。 ３．減衰材の各線条が１０−５０ｍｍの幅をもっていることを特徴とする請求項 １または２記載の構造要素。 ４．減衰材の隣接線条（１０）が線条幅の５−１０倍の幅、即ち、５０−５００ ｍｍの間隔で相互に配置されていることを特徴とする請求項３記載の構造要素。 ５．減衰材の線条（１０）が比較的重い重量を支持する場合は、５０−２００ｍ ｍ、比較的軽重量を支持する場合は２００−５００ｍｍの間隔で配置されている ことを特徴とする請求項１，２，または３のいずれか１項記載の構造要素。 ６．構造要素が支持基盤上に取付けられる表面で製品重量３００−１２００ｇ／ ｍ２および望ましくは５−９ｍｍであるが、３−１０ｍｍの厚みを持った天然ま たは合成フェルト繊維材料のフェルトマットを支持することを特徴とする請求項 １乃至６のいずれか１項記載の構造要素。 ７．家屋建造物の構造要素に用いるフェルトマットがニードルポンド／加熱ポン ド繊維のポリエステルフェルトまたはマットや、補強要素がガラス繊維を接着し たビスコース、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリアシドであることを特徴と する請求項６記載の構造要素。 ８．底部支持板（１）が上部支持板（２）よりも薄く、通常家屋建造物目的のた めの底部支持板（１）は３−８ｍｍ厚さをもち、上部支持板は８−２２ｍｍの厚 さをもつことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の構造要素。 ９． −　第一上部板（１１）の上表面に予め決めた厚みと幅で良好な接着性能を持つ 液状合成粘弾性減衰材の線条（１０）を配置すること、 −　粘弾性材（１０）を完全に固化または重合させること、−　重合化した粘弾 性材の線条（１０）の上面に粘弾性合成接着材の薄層（１２）を加えること、 −　接着材表面層（１２）をもった粘弾性材料（１０）の線条上に第二支持板（ １４）を圧しつけること、−　接着材層を重合化をさせ合体した３部からなる構 造要素（５，６）を作ること、 −　構造要素を整え、切断した構造要素（５，６）の１端以上の端にそって溝や ほぞを作ることを特徴とし、改善した音と振動の減衰能力を持ち粘弾性材の間隙 層（３）を持つ２枚の支持板（１，２）を構成していることを特徴とする請求項 １乃至８項のいずれか１項記載の構造要素の製造方法。 １０．ポリマー材の線条を置いていく数箇のノズル（９）の下を予め決められた 速度で第一支持板（１１）を動かすことによるエラストマー材の線条（１０）の 作り方を特徴とする請求項９記載の方法。 １１．重合材の線条を、別途に、非粘弾性材の上で型込みし、当該線条を完全に 固化または重合化し、出来れば線条（１０）に同一材料の薄い接着材層を各線条 （１０）の一表面に塗り、当該底部支持板（１）に面した線条（１０）の接着材 塗布面をもった当該底部支持板（１）の上面に、当該線条（１０）を乗せ、請求 項８の方法を進めることを特徴とする請求項９記載の方法。 １２．厚さ１−５ｍｍ、幅５０−５００ｍｍの減衰エラストマー材の成形と、相 互に５０−５００ｍｍ間隔で材料の線条（１０）を配置していることを特徴とす る請求項９，１０，または１１のいずれか１項記載の方法。 １３．予め決められた製品重量が、出来れば３００−１２００ｇ／ｃｍ２、予め 決められた厚さが出来れば３−１０ｍｍの厚さの天然や合成フェルト材（１６） を用い、構造要素（５，６）の底面表面に沿って、即ち、要素が締め付けられる 表面に面している面に沿って用いることを特徴とする請求項９−１２のいずれか １項記載の方法。